เข้าใจกับ Dissolved Oxygen คืออะไร พารามิเตอร์หลักคุณภาพน้ำ

Dissolved oxygen คืออะไร?

Dissolved oxygen คือระดับของออกซิเจนอิสระที่ไม่ผสมอยู่ในน้ำหรือของเหลวอื่นๆ เป็นตัวแปรสำคัญในการประเมินคุณภาพน้ำ ออกซิเจนที่มีอยู่ในน้ำอย่างอิสระ ซึ่งแตกต่างจากออกซิเจนที่ถูกพันธะทางเคมีในโมเลกุลของน้ำ (H₂O)

ออกซิเจนที่ละลายมีอยู่เป็นโมเลกุลของ O₂ แต่ละตัวที่ผสมกับน้ำ ออกซิเจนรูปแบบนี้จำเป็นต่อการหายใจของสิ่งมีชีวิตในน้ำเช่น ปลา สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง และจุลินทรีย์

เนื่องจากมีอิทธิพลต่อสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ภายในแหล่งน้ำ ในทางชลวิทยา (การศึกษาทะเลสาบ) ออกซิเจนที่ละลายน้ำเป็นปัจจัยสำคัญรองจากตัวน้ำ เท่านั้นระดับออกซิเจนละลายน้ำที่สูงหรือต่ำเกินไปอาจเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตในน้ำและส่งผลต่อคุณภาพน้ำ

ออกซิเจนไม่ผสมหรือออกซิเจนอิสระ (O₂) คือออกซิเจนที่ไม่ถูกพันธะกับองค์ประกอบอื่นใด ออกซิเจนที่ละลายน้ำคือการมีอยู่ของโมเลกุล O₂ อิสระเหล่านี้ภายในน้ำ โมเลกุลออกซิเจนที่ถูกพันธะในน้ำ (H₂O) อยู่ในสารประกอบและไม่นับรวมกับระดับออกซิเจนที่ละลายน้ำ

ซึ่งคุณก็สามารถจินตนาการได้ว่าโมเลกุลออกซิเจนอิสระจะละลายในน้ำได้มากเท่ากับที่เกลือหรือน้ำตาลทำเมื่อคนให้เข้ากัน

หากสนใจเนื้อหาDissolved oxygenหรือค่าดีโอสามารถอ่านเพิ่มเติมได้ที่ ค่าดีโอคืออะไร

ปัจจัยที่ส่งผลต่อระดับออกซิเจนที่ละลายน้ำ

มีหลายปัจจัยที่ส่งผลต่อระดับออกซิเจนที่ละลายในน้ำ ซึ่งมีความสัมพันธ์กับพารามิเตอร์ต่างๆ ดังต่อไปนี้

• อุณหภูมิ: น้ำเย็นสามารถกักเก็บออกซิเจนที่ละลายน้ำได้มากกว่าน้ำอุ่น เมื่ออุณหภูมิของน้ำเพิ่มขึ้น ความสามารถในการละลายของออกซิเจนจะลดลง
• ความเค็ม: น้ำจืดสามารถกักเก็บออกซิเจนที่ละลายน้ำได้มากกว่าน้ำทะเล ระดับความเค็มที่สูงขึ้นจะลดความสามารถของน้ำในการละลายออกซิเจน
• ความดัน: ความดันบรรยากาศที่สูงขึ้นจะทำให้ปริมาณออกซิเจนที่ละลายในน้ำเพิ่มขึ้น ในทางกลับกัน ที่ระดับความสูงที่สูงกว่าซึ่งความดันลดลง ระดับออกซิเจนที่ละลายในน้ำจะลดลง
• กิจกรรมทางชีวภาพ: การหายใจของสิ่งมีชีวิตในน้ำและการสลายตัวของสารอินทรีย์ต้องใช้ออกซิเจนที่ละลายในน้ำ กิจกรรมทางชีวภาพที่สูงอาจทำให้ระดับ DO ลดลง โดยเฉพาะในพื้นที่ที่มีมลพิษทางอินทรีย์อย่างมาก
• ความปั่นป่วน: การเคลื่อนไหวของน้ำ เช่น กระแสน้ำ คลื่น และน้ำตก ช่วยเพิ่มการผสมออกซิเจนจากอากาศลงน้ำ และเพิ่มระดับ DO

หากสนใจหัวข้อปัจจัยที่ส่งผลต่อค่าสามารถอ่านเพิ่มเติมได้ที่ ตัวแปรที่ส่งผลต่อค่าออกซิเจนน้ำ

1. วิธีการทางเคมี: วิธีการไตเตรทของ Winkler เป็นเทคนิคแบบดั้งเดิมที่มีความแม่นยำ ซึ่งเกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาทางเคมีที่ระบุปริมาณออกซิเจนในน้ำ

แม้ว่าวิธี Winkler เป็นวิธีการมาตรฐานที่ได้รับการยอมรับสำหรับการวิเคราะห์ออกซิเจนละลายน้ำ แต่ก็มีข้อกังวลหลายประการเช่นวิธีการนี้อาจเกิดปัญหาจากข้อผิดพลาดของมนุษย์ ความไม่ถูกต้อง สารปนเปื้อนในตัวอย่าง และการรบกวน

วิธีนี้การวัดต้องใช้ความชำนาญและมีประสบการณ์เพื่อให้ได้การวัดที่มีความแม่นยำสูง

2. วิธีการเคมีไฟฟ้า: เครื่องวัดชนิดนี้มาพร้อมอิเล็กโทรดที่ไวต่อออกซิเจน ให้การวัดที่รวดเร็วและแม่นยำ โดยมีเซนเซอร์ 2 ประเภทได้แก่โพรบกัลวานิก (Galvanic) และโพลาโรกราฟี (Polarographic)

เนื่องจากโพรบทั้งสองมีแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ จึงต้องใช้ “เวลาอุ่นเครื่อง” ก่อนใช้ในการจะวัด DO ในน้ำ วิธีนี้ใช้งานง่ายแต่ต้องมีการดูแลโพรบหมั่นเติมน้ำยา Electrolyte

3. วิธีการแบบออปติคอล: เซ็นเซอร์ DO แบบออปติคัลใช้วัสดุเรืองแสงหรือฟลูออเรสเซนต์ที่จะเปลี่ยนคุณสมบัติเมื่อมีออกซิเจน ถือเป็นวิธีการที่ทันสมัยและเชื่อถือได้ในการวัดระดับ DO

วิธีการนี้ให้ความแม่นยำสูงใช้งานง่าย ไม่ต้องดูแลรักษาหัววัดบ่อย แต่เครื่องวัดยังคงมีราคาสูง

หากสนใจหัวข้อการวัดออกซิเจนละลายน้ำสามารถอ่านเพิ่มเติมได้ที่ วิธีการวัดออกซิเจนในน้ำ